Intel hat einen sehr langen Weg von einem kleinen Chiphersteller zu einem weltweit führenden Hersteller von Prozessoren zurückgelegt. In dieser Zeit wurden viele Technologien zur Prozessorherstellung entwickelt und sehr stark optimiert technologischer Prozess und Eigenschaften von Geräten.
Viele Leistungsindikatoren von Prozessoren hängen von der Position der Transistoren auf einem Siliziumchip ab. Die Technologie der Transistoranordnung wird Mikroarchitektur oder einfach Architektur genannt. In diesem Artikel schauen wir uns an, welche Intel-Prozessorarchitekturen im Laufe der Entwicklung des Unternehmens zum Einsatz kamen und wie sie sich voneinander unterscheiden. Beginnen wir mit den ältesten Mikroarchitekturen und schauen uns bis hin zu neuen Prozessoren und Plänen für die Zukunft um.
Prozessorarchitektur und -generation
Wie gesagt, wir werden in diesem Artikel nicht auf die Kapazität von Prozessoren eingehen. Unter dem Wort Architektur verstehen wir die Mikroarchitektur der Mikroschaltung, die Anordnung der Transistoren Leiterplatte, ihre Größe, Entfernung, technologischer Prozess, all dies wird von diesem Konzept abgedeckt. Auch auf die RISC- und CISC-Befehlssätze gehen wir nicht ein.
Das zweite, worauf man achten sollte, sind die Generationen des Intel-Prozessors. Wahrscheinlich haben Sie schon oft gehört – diesen Prozessor der fünften Generation, diesen vierten und diesen siebten. Viele Leute denken, dass dies durch i3, i5, i7 angezeigt wird. Aber tatsächlich gibt es keinen i3 und so weiter – das sind Prozessormarken. Und die Generation hängt von der verwendeten Architektur ab.
Mit jeder neuen Generation verbesserte sich die Architektur, Prozessoren wurden schneller, sparsamer und kleiner, sie erzeugten weniger Wärme, kosteten aber gleichzeitig mehr. Es gibt nur wenige Artikel im Internet, die dies alles vollständig beschreiben würden. Schauen wir uns nun an, wie alles begann.
Intel-Prozessorarchitekturen
Ich sage gleich, dass Sie von dem Artikel keine technischen Details erwarten sollten, wir werden nur die grundlegenden Unterschiede berücksichtigen, die für normale Benutzer von Interesse sind.
Erste Prozessoren
Lassen Sie uns zunächst kurz in die Geschichte eintauchen, um zu verstehen, wie alles begann. Gehen wir nicht zu weit und beginnen mit 32-Bit-Prozessoren. Der erste war Intel 80386, er erschien 1986 und konnte mit einer Frequenz von bis zu 40 MHz arbeiten. Auch bei alten Prozessoren gab es einen Generations-Countdown. Dieser Prozessor gehört zur dritten Generation und hier wurde die 1500-nm-Prozesstechnologie verwendet.
Die nächste, vierte Generation war 80486. Die darin verwendete Architektur hieß 486. Der Prozessor lief mit einer Frequenz von 50 MHz und konnte 40 Millionen Befehle pro Sekunde ausführen. Der Prozessor verfügte über 8 KB First-Level-Cache und für die Herstellung wurde das 1000-nm-Fertigungsverfahren verwendet.
Die nächste Architektur war P5 oder Pentium. Diese Prozessoren erschienen 1993, hier wurde der Cache auf 32 kb erhöht, die Frequenz betrug bis zu 60 MHz und der technische Prozess wurde auf 800 nm reduziert. Beim P6 der sechsten Generation betrug die Cachegröße 32 KB und die Frequenz erreichte 450 MHz. Der Prozess wurde auf 180 nm reduziert.
Dann begann das Unternehmen mit der Produktion von Prozessoren auf Basis der NetBurst-Architektur. Hier haben wir 16 KB des Caches der ersten Ebene pro Kern und bis zu 2 MB des Caches der zweiten Ebene verwendet. Die Frequenz stieg auf 3 GHz und der technische Prozess blieb auf dem gleichen Niveau – 180 nm. Hier tauchten bereits 64-Bit-Prozessoren auf, die die Adressierung von mehr Speicher unterstützten. Außerdem wurden viele Befehlserweiterungen vorgenommen und die Hyper-Threading-Technologie hinzugefügt, die die Erstellung von zwei Threads aus einem Kern ermöglichte, was die Leistung verbesserte.
Natürlich verbesserte sich jede Architektur im Laufe der Zeit, die Frequenz nahm zu und die Prozesstechnologie nahm ab. Es gab auch Zwischenarchitekturen, aber hier wurde alles etwas vereinfacht, da dies nicht unser Hauptthema ist.
Intel Core Prozessor
NetBurst wurde 2006 durch die Architektur ersetzt Intel Core Prozessor. Einer der Gründe für die Entwicklung dieser Architektur war die Unmöglichkeit, die Frequenz in NetBrust zu erhöhen, sowie die sehr große Wärmeableitung. Diese Architektur wurde für die Entwicklung von Mehrkernprozessoren konzipiert, die Größe des First-Level-Cache wurde auf 64 KB erhöht. Die Frequenz blieb auf dem Niveau von 3 GHz, der Stromverbrauch wurde jedoch ebenso wie die Prozesstechnologie stark auf 60 nm reduziert.
Prozessoren mit Core-Architektur unterstützten die Intel-VT-Hardwarevirtualisierung sowie einige Befehlserweiterungen, unterstützten jedoch kein Hyper-Threading, da sie auf der Grundlage der P6-Architektur entwickelt wurden, wo diese Funktion noch nicht verfügbar war.
Erste Generation – Nehalem
Dann wurde mit der Nummerierung der Generationen von vorne begonnen, denn alle folgenden Architekturen sind verbesserte Versionen von Intel Core. Die Nehalem-Architektur ersetzte den Core, der einige Einschränkungen aufwies, beispielsweise die Unfähigkeit, die Taktrate zu erhöhen. Sie erschien im Jahr 2007. Es verwendet einen 45-nm-Prozess und bietet zusätzliche Unterstützung für die Hyper-Therading-Technologie.
Nehalem-Prozessoren verfügen über 64 KB L1-Cache, 4 MB L2-Cache und 12 MB L3-Cache. Der Cache steht allen Prozessorkernen zur Verfügung. Außerdem wurde es möglich, einen Grafikbeschleuniger in den Prozessor zu integrieren. Die Frequenz hat sich nicht geändert, aber die Leistung und die Größe der Leiterplatte sind gestiegen.
Zweite Generation – Sandy Bridge
Sandy Bridge erschien 2011 als Ersatz für Nehalem. Hier kommt bereits die 32-nm-Prozesstechnologie zum Einsatz, hier kommen die gleiche Menge First-Level-Cache, 256 MB Second-Level-Cache und 8 MB Third-Level-Cache zum Einsatz. Experimentelle Modelle verwendeten bis zu 15 MB gemeinsam genutzten Cache.
Außerdem werden jetzt alle Geräte mit einem eingebauten Gerät hergestellt Grafikbeschleuniger. Die maximale Frequenz wurde erhöht, ebenso wie die Gesamtleistung.
Dritte Generation – Ivy Bridge
Prozessoren Ivy Bridge arbeiten schneller als Sandy Bridge und werden im 22-nm-Fertigungsverfahren hergestellt. Sie verbrauchen 50 % weniger Energie als die Vorgängermodelle und liefern zudem 25–60 % weniger Energie. überlegene Leistung. Die Prozessoren unterstützen außerdem die Intel Quick Sync-Technologie, mit der Sie Videos um ein Vielfaches schneller kodieren können.
Vierte Generation – Haswell
Prozessorgeneration Intel Haswell wurde 2012 entwickelt. Hier wurde der gleiche Herstellungsprozess verwendet – 22 nm, das Cache-Design wurde geändert, die Stromverbrauchsmechanismen wurden verbessert und die Leistung wurde leicht verbessert. Andererseits unterstützt der Prozessor viele neue Anschlüsse: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, DDR4-Technologien und so weiter. Der Hauptvorteil von Haswell besteht darin, dass es in verwendet werden kann tragbare Geräte aufgrund des sehr geringen Stromverbrauchs.
Fünfte Generation – Broadwell
Dabei handelt es sich um eine verbesserte Version der Haswell-Architektur, die die 14-nm-Prozesstechnologie nutzt. Darüber hinaus wurden mehrere Verbesserungen an der Architektur vorgenommen, die zu einer durchschnittlichen Leistungssteigerung von 5 % führten.
Sechste Generation – Skylake
Die nächste Architektur der Intel-Core-Prozessoren – die sechste Generation von Skylake – wurde 2015 veröffentlicht. Dies ist eines der bedeutendsten Updates der Core-Architektur. Um den Prozessor auf dem Motherboard zu installieren, wird ein LGA 1151-Sockel verwendet. DDR4-Speicher wird jetzt unterstützt, die DDR3-Unterstützung wurde jedoch beibehalten. Thunderbolt 3.0 wird ebenso unterstützt wie der DMI 3.0-Bus, der für die doppelte Geschwindigkeit sorgt. Und schon traditionell kam es zu einer Steigerung der Produktivität sowie zu einem geringeren Stromverbrauch.
Siebte Generation – Kaby Lake
Neuer Core der siebten Generation - Kaby Lake kam dieses Jahr heraus, die ersten Prozessoren erschienen Mitte Januar. Hier hat es nicht viele Änderungen gegeben. Die 14-nm-Prozesstechnologie wurde beibehalten, ebenso der gleiche LGA 1151-Sockel. Unterstützt werden DDR3L SDRAM- und DDR4 SDRAM-Speichersticks, PCI Express 3.0, USB 3.1-Busse. Außerdem wurde die Frequenz leicht erhöht und auch die Dichte der Transistoren verringert. Die maximale Frequenz beträgt 4,2 GHz.
Schlussfolgerungen
In diesem Artikel haben wir uns die Intel-Prozessorarchitekturen angesehen, die in der Vergangenheit verwendet wurden, sowie die, die heute verwendet werden. Darüber hinaus plant das Unternehmen die Umstellung auf die 10-nm-Prozesstechnologie und diese Generation von Intel-Prozessoren wird CanonLake heißen. Doch bislang ist Intel dafür noch nicht bereit.
Daher ist geplant, 2017 eine verbesserte Version von SkyLake unter dem Codenamen Coffe Lake zu veröffentlichen. Es ist auch möglich, dass es weitere Mikroarchitekturen des Intel-Prozessors geben wird, bis das Unternehmen die neue Prozesstechnologie vollständig beherrscht. Aber das alles werden wir mit der Zeit erfahren. Ich hoffe, diese Informationen waren für Sie nützlich.
Für einen Anfänger oder eine Person, die die Entwicklungen auf dem Markt für Computerkomponenten schon lange nicht mehr verfolgt hat, kann es schwierig sein, die Liste der alphanumerischen Prozessorindizes in der Preisliste eines Geschäfts zu verstehen. Zum Beispiel bei der Dekodierung der Bezeichnung „Intel i5-3570K“.
Anhand der verwendeten Bezeichnungen ist es möglich, die Eigenschaften des Prozessors zu bestimmen, ohne seine technischen Spezifikationen zu lesen. Wenn Sie dies verstehen, benötigen Sie definitiv keine Laptop-Reparatur. Im Folgenden betrachten wir die wichtigsten Bezeichnungen, die bei der Kennzeichnung von Intel-Desktop-Prozessoren verwendet werden.
Intel-Prozessorfamilie
Der Name der neuen Generation beginnt mit der Definition der Familie.
i3 ist eine Familie von Dual-Core-Prozessoren. Perfekt für eine Arbeitsmaschine im Büro, ältere Modelle können in einer preiswerten Gaming-Station eingebaut werden.
i5 – Quad-Core-Prozessoren. Intels heißeste Produktlinie. Sie bieten eine breite Palette an Rechenleistungen, von relativ günstigen Modellen bis hin zu leistungsstarken Gaming- oder Arbeitssystemen.
i7 – leistungsstärkere und damit teurere Modelle. Enthält Quad- und Six-Core-Prozessoren. Bei einem Heimcomputer rechtfertigt der Leistungsgewinn gegenüber dem i5 die Investition nicht. Wird hauptsächlich in Servern verwendet Einstiegslevel und Workstations für ressourcenintensive Anwendungen (z. B. Videokodierung).
Intel-Prozessorgeneration
2 - Prozessoren im Kern von Sandy Bridge. Die letzte Generation von Kristallen. Sie haben ein großes Übertaktungspotenzial. Im übertakteten Zustand sind sie mit den Prozessoren der neuesten Generationen vergleichbar. Bei regulären Frequenzen sind sie diesen geringfügig um 10 bis 15 Prozent unterlegen. Geht nach und nach aus dem Verkehr.
3 - Prozessoren auf Ivy Bridge. vorherige Generation. Das Übertaktungspotenzial ist geringer, das Niveau der spezifischen Leistung jedoch deutlich höher. Vom Preis-/Leistungsverhältnis her vielleicht die profitabelste Wahl.
4 ist die neueste Prozessorgeneration, die auf dem Haswell-Kern basiert. Das Übertaktungspotential ist sogar geringer als bei Ivy Bridge, daher entspricht die Leistung im übertakteten Zustand in etwa der der Vorgängergeneration, nur die Kosten sind etwas höher.
Intel-Prozessormodell
Die nächsten drei Ziffern sind das Prozessormodell.
Es macht keinen Sinn, die Werte aller Modelle aufzulisten, es gibt viele davon. Wissenswert ist nur, dass der Prozessor umso leistungsfähiger ist, je höher der Wert ist. Die erste der drei Ziffern gibt das Niveau des Modells an, der Rest gibt das Detail an. Beispielsweise wird der i5-3570 etwas schneller sein als der i5-3450.
Der Buchstabenindex, der die Bezeichnung vervollständigt, kann sowohl auf die verbesserten Fähigkeiten des Quarzes hinweisen (der Buchstabe K weist beispielsweise auf einen freigeschalteten Multiplikator für die Übertaktung hin) als auch umgekehrt auf reduzierte Eigenschaften (der T-Index, unterschätzte Taktfrequenzen zur Reduzierung der Wärmeableitung). . Um die Klassifizierung zu vereinfachen, können wir sagen, dass es am besten ist, einen Prozessor entweder ohne Buchstabenindex (i5-4670) oder mit einem K-Index für Übertaktung (i5-4670K) zu nehmen.
Intel wird bald mit der Auslieferung einer neuen Prozessorfamilie für Laptops beginnen. Prozessoren mit Codenamen Kaby Lake Die 7. Generation ist von besonderem Interesse für diejenigen, die sich darauf vorbereiten, die Plattform in naher Zukunft auf eine produktivere umzustellen. Fans der Videokodierung werden einen deutlichen Leistungsunterschied durch den neuen Prozessor bemerken. Filmfans, die sich ein Video mit hoher Bitrate ansehen, werden voll auf ihre Kosten kommen. Gamer können Videospiele direkt auf Laptops genießen. All dies ist mit Intel-Prozessoren der 7. Generation durchaus erreichbar.
Die Konferenz dieses Monats Intel-Entwicklerforum gab mir einen Vorgeschmack auf alle Vorzüge der Prozessoren der 7. Generation. Im Forum während der Demonstration Dell-Laptop Das XPS 13 war in der Lage, mit der standardmäßig integrierten Intel-Grafik auf der neuen Plattform eine hervorragende Grafik in anspruchsvollen Videospielen zu bewältigen. Es ist einfach eine erstaunliche Leistung.
So erfolgte am 30. August 2016 das Ankündigungsdebüt von Intel Es hat uns deutlich gezeigt, dass diese Prozessoren produktiver sein werden als der gesamte derzeit existierende Prozessormarkt.
Hier ist, was nach dem Forum bekannt wurde Multi-Core-Prozessoren Intel 7. Generation:
100 Projekte bis Ende des Jahres
Auf seinem Entwicklerforum gab Intel bekannt, dass die gesamte Prozessorreihe der 7. Generation nun führenden Computerherstellern und Intel-Partnern zur Verfügung steht, was bedeutet, dass noch vor Jahresende vielversprechende Laptops auf Basis neuer Prozessoren auf den Markt kommen werden. Chris Walker, Intels General Manager für mobile Client-Plattformen, sagte, dass die neuen Prozessoren im Leistungsbereich von 4,5 W bis 15 W die ersten sein werden, die in Laptops, insbesondere in ultradünnen Laptops, zum Einsatz kommen werden. Wie bereits berichtet, gab es zum Zeitpunkt der Bekanntgabe der Prozessoren der 7. Generation bereits 100 Projekte mit Prozessoren der 7. Generation, die im vierten Quartal 2016 verfügbar sein werden.
Die neue Prozessorfamilie wird bereits im nächsten Jahr auf andere Märkte ausgeweitet. So wird voraussichtlich im Januar insbesondere die 7. Generation der Intel-Prozessoren in Workstations, Gaming-Systemen und Virtual Reality erscheinen.
Chips haben eine bekannte Architektur
Intel baute die 7. Prozessorgeneration auf der gleichen Skylake-Architektur auf wie die im letzten Jahr eingeführten Prozessoren der 6. Generation. Intel hat also nicht durch die Erfindung einer neuen Architektur eine Revolution vollzogen. Skylake wurde nur ein wenig bis zur Perfektion optimiert.
Intel berichtete insbesondere, dass sie die Spannung der Transistoren in Prozessoren verbessert haben. Das Ergebnis ist, dass die Mikroarchitektur energieeffizienter geworden ist und daher Prozessoren der 7. Generation eine Leistungssteigerung gegenüber früheren Generationen von Intel-Prozessoren bieten können.
m5- und m7-Kerne verschwinden
Intel nimmt Änderungen an der Bezeichnung von Low-Power-Chips vor und eliminiert die 4,5-Watt-Prozessoren Core m5 und m7 und wandelt sie in Core i5 und Core i7 um. Das Unternehmen hofft, dass diese Änderung den Verbrauchern hilft, von denen viele den Unterschied zwischen Core i5 und Core m5 nicht verstehen. Allerdings gibt es auch 4,5-Watt-Prozessoren, auch bekannt als Kaby Lake, mit Brief Yähnlich in der Leistung. Wenn du siehst Y Am Ende der SKU handelt es sich um einen der Chips, die früher als M5- oder M7-Kerne bekannt waren.
Noch interessanter ist, dass Intel die Kernmarke für sein Einstiegsmodell nicht ändern wird Kernprozessoren m3, die langsamste und kostengünstigste Variante der Linie M. In der Reihenfolge ihrer Leistung heißen die 4,5-Watt-Chips also Core m3, Core i5 Y-Serie und Core i7 Y-Serie.
Leistungssteigerung
Sie sollten Ihren Prozessor der 6. Generation wahrscheinlich nicht wegwerfen, wenn Sie dieses Jahr oder letzten Winter ein Upgrade durchgeführt haben. Skylake sollte auf keinen Fall zugunsten eines Prozessors der 7. Generation einer ähnlichen Linie gewechselt werden. Ein Ersatz ist nur durch eine Erhöhung des Prozessorindex gerechtfertigt. Aber Intel sagt, dass Sie eine spürbare Leistungssteigerung erhalten, wenn Sie sich für einen Austausch entscheiden. Benutzen Testpaket Mit SYSmark zur Leistungsmessung stellte Intel einen Computer mit einem 7. Prozessor vor Generationskern i7-7500U, der eine Leistungssteigerung von 12 Prozent mehr als der Core i7-6500U-Prozessor der 6. Generation zeigte. Tests mit WebXPRT 2015 ergaben eine Leistungssteigerung von 19 Prozent.
Ich glaube nicht, dass selbst ein 19-prozentiger Vorteil Käufer dazu veranlassen wird, von ihrem nicht so guten alten Skylake auf Kaby Lake umzusteigen. Es ist offensichtlich, dass die Leistungssteigerung im Vergleich zu Prozessoren der 5. und 4. Generation, bei denen Intel auf die Aktualisierung der Prozessoren als Ersatz setzt, deutlicher erscheint. Neuer Kern Der i5-7200U ist im SYSmark 1,7-mal schneller als sein fünf Jahre alter Core i5-2467M-Bruder. Beim 3DMark-Test neuer Prozessor dreimal schneller als ein fünf Jahre alter Prozessor.
Vertreter von Intel sagten, dass die CPUs der 7. Generation anspruchsvolle Spiele bei mittleren Einstellungen bei 720p mit integrierter Grafik oder bei 4K mit einem kompatiblen Grafikverstärker spielen können.
Diese Chips sind für Video
Intel hat die vielen 4K- und 360-Grad-Videos, die wir konsumieren, zur Kenntnis genommen. Als Reaktion darauf stellte der Chiphersteller vor neues Video Engine für seine Core-Prozessoren der 7. Generation, die darauf abzielt, alle Content-Anforderungen zu erfüllen, die Sie an sie stellen können.
Die neuen Chips unterstützen die Hardware-Dekodierung des HEVC 10-Bit-Farbprofils, wodurch Sie 4K- und UltraHD-Videos ohne Verzögerungen abspielen können. Intel hat außerdem die VP9-Dekodierungsfunktion für Kerne der 7. Generation hinzugefügt, um die Leistung zu verbessern, wenn Sie 4K-Videos ansehen, während Sie andere Aufgaben erledigen.
Die Kerne der 7. Generation werden außerdem in der Lage sein, Videokonvertierungsvorgänge viel schneller durchzuführen als andere Prozessoren. Laut Intel können Sie beispielsweise 1 Stunde 4K-Video in nur 12 Minuten transkodieren.
Mehr Energieeffizienz
Im Hinblick auf eine verbesserte Akkueffizienz für Laptops berichtete Intel, dass ein Laptop mit einem Prozessor der 7. Generation beim Streaming von 4K oder 4K 360 Grad bis zu 7 Stunden durchhalten kann YouTube-Video. Im Vergleich zu den Kernen der 6. Generation beträgt der Arbeitsvorteil durchschnittlich 4 Stunden zugunsten der siebten Generation. Beim 4K-Videostreaming verspricht Intel eine ganztägige Leistung, die bei 9,5 Stunden liegt.
Die 7. Generation bietet eine Reihe weiterer Features
Die Prozessoren der 7. Generation bieten mehrere weitere Funktionen, die dafür sorgen, dass Ihre Laptops effizienter laufen. Zum Beispiel Intel Turbo Boost Technology 2.0. Dies ist eine Funktion, die die Leistung des Prozessors und seine Leistung steuert automatische Übertaktung Prozessor wann Taktfrequenz CPU übertrifft Leistungsbewertungen.
Die Hyper-Threading-Technologie hilft dem Prozessor, Aufgaben schneller zu erledigen, indem sie für jeden Kern zwei Verarbeitungsthreads bereitstellt.
Zu den Prozessoren der 7. Generation gehört auch Technologie Geschwindigkeitswechsel, was die Ausführung von Anwendungen beschleunigen sollte. Diese Technologie ermöglicht es dem Prozessor, schneller auf Anwendungsanforderungen zu reagieren und die Frequenz für die beste Leistung zu erhöhen oder zu verringern, wodurch Leistung und Effizienz optimiert werden. Dies ist besonders effektiv, wenn Anwendungen sehr kurze Aktivitätsschübe erfordern, beispielsweise das Surfen im Internet oder das Retuschieren von Fotos mit mehreren Pinselstrichen in einem Bildbearbeitungsprogramm.
